数学科普 | 从未来到现在,倒向随机微分方程的数学魔法

 
 
 
 
 
 
 

 

在我们的生活中,充满了各种各样的不确定性,比如天气的变化、股票市场的波动等。这些不确定性往往可以用随机过程来描述,而随机微分方程则是研究随机过程的重要工具。但是,这个理论只能根据数据计算将来的可能状态,而不能根据将来的风险状态倒向地计算现在,这使得在分析、计算和处理很多实际问题时,缺少一个非常重要的数学手段。这个问题由彭实戈院士开创的“倒向随机微分方程”弥补了。

 

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倒向随机微分方程形式

 
 
 

 

让我们从一个简单的金融问题入手来理解倒向随机微分方程。假设你购买了一份股票期权,这份期权的价值取决于未来股票价格的波动。股票价格的变化是随机的,而你希望在今天就能确定这份期权的合理价格,以便做出投资决策。这就涉及到了对随机过程的“倒向”分析,即从未来的某个时刻(期权到期日)开始,逐步向现在推导出期权价格的变化规律。倒向随机微分方程正是这样一种能够描述这类问题的数学工具。

经典BSDE方程形式:

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意义:使未来的不确定目标变成今天的确定状态,从而做出今天的策略。

更进一步在现实生活中,往往要考虑多方向的信息,如下正倒向随机微分方程(FBSDE)更贴近实际情形,其在随机控制问题、金融衍生品定价和风险管理等各个领域广泛应用。例如,期权定价问题可以转化为FBSDE的求解。

经典FBSDE方程形式:

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倒向随机微分方程应用

 
 
 

 

彭实戈院士说,假使我们为将来设定了某个目标,那么根据现在的能力、财力能否达到?如何达到?解决这个问题的关键,实际上不是从现在向将来分析,而是由将来向现在推导,这就是倒向随机分析。通过策略的制定逐步把不确定性抵消,把风险规避掉,就是倒向随机微分方程所要解决和计算的问题。多年来,围绕这个主题,他在概率论、随机控制理论和金融数学领域获得多项研究成果,这些成果都是在国际上具有突破性的基础研究成果。

 

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“倒向随机微分方程”理论搭起了“随机”与“确定”之间的桥梁,使人们可以用确定的策略、方法去解决随机的不确定的问题,或把随机的不确定的东西进行最优化处理。它所开辟的途径可以广泛地应用于社会经济生活的许多方面,去解决涉及计算机科学、金融学、经济学和工程学等领域国际学术界普遍关心的很多重要问题。

 

 
 
 
 
 
 

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创建时间:2025-04-01 09:05
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